Research on an automatic landing system of a fixed-wing UAV using flat spin

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26630445
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 東野 伸一郎 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40243901)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長崎 秀司 九州大学, 工学研究院, 助教 (00304741)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 無人機 / フラットスピン

Outline of Annual Research Achievements

航空機の失速後に生じる現象であるフラットスピンを積極的に制御し，小型UAVの着陸方法として確立するために，その成立性を左右する2つのファクター，すなわちフラットスピン中の降下速度の低減方法と，意図した点に着地させるために，降下経路の制御を行うための方法について，おもに小型の固定翼UAVを利用した飛行試験によって研究を行った．
フラットスピン中の降下速度の低減については，パラシュート降下による降下速度が5m/s程度であり，この程度の降下速度では機体の損傷がないことが経験的にわかっていることから，5m/sを目標とした．フラットスピンと言っても，完全に機体の姿勢がフラットになるわけではなく，ピッチ角の大きな，いわゆる通常のスピンからピッチ角が浅いフラットスピンに分類される．両者の違いについてはっきりとした基準があるわけではないが，なるべくスピン時の角度を浅くし，着地時の姿勢をほぼ水平とするために，機体の重心位置を制御することによってピッチ角を10°以下にすることに成功した．その結果，機体の大きさや重さにもよるが，5～8m/s程度の降下速度にすることが可能となった．
また，降下経路の制御方法については，機体のピッチ角が10°以下になったことを利用し，スピン中にスロットル制御を行うことにより，ほぼ垂直な降下経路に対して経路変更を行うための力をプロペラ推力によって与える方法を採用し，意図する方向への経路変更が可能であることを確認した．

Remarks

九州大学産学官連携本部を通じて，本技術の特許申請手続き(学内手続き)を行っていたため，文献発表等は行っていない．なお，2016年夏の時点で，九州大学としての特許申請は行わない旨，産学連携本部から連絡があったため，今後，研究成果についての学会発表等を行う予定である．